[發明專利]一株高產耐糖耐酸β-葡萄糖苷酶的菌株及其應用

有效

• 申請號: 201710839898.5
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107488601B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 郭慶文;劉文龍;王興吉;佟新偉;盛花開
• 申請（專利權）人: 山東隆科特酶制劑有限公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N9/42;C12R1/685
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 栗華楠

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種耐高糖濃度的β?葡萄糖苷酶的高產黑曲霉突變菌株及其應用。所述米曲霉菌種保藏編號為CGMCC No.14139，通過Co⁶⁰誘變獲得，所產耐高糖濃度的β?葡萄糖苷酶平均搖瓶發酵活力在523U/mL以上；該β?葡萄糖苷酶最適反應pH范圍為4.4?5.4，在pH3.5?7.5范圍內較穩定；熱穩定性良好，最適反應溫度范圍45?65℃，在75℃保溫1h仍具有75％活力；且具有較好的葡萄糖耐受性。在纖維素降解、風味劑等應用中效果良好，可廣泛用于食品、醫藥、化工等行業。

技術領域：

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一株高產耐糖耐酸β-葡萄糖苷酶的黑曲霉突變菌株及其應用。

背景技術：

β-葡萄糖苷酶，又稱β-D-葡萄糖苷葡萄糖水解酶，別名龍膽二糖酶、纖維二糖酶和苦杏仁苷酶。β-葡萄糖苷酶存在于自然界許多植物、昆蟲、酵母、曲霉、木霉及細菌體內。它屬于纖維素酶類，是纖維素分解酶系中的重要組成成分，一般認為纖維素類物質經酶促作用成葡萄糖至少需要3種酶：內切1,4-葡聚糖酶、外切纖維二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶。內切葡聚糖酶和外切纖維二糖水解酶把纖維素降解成纖維二糖，它再被β-葡萄糖苷酶分解成葡萄糖。在這個過程中β-葡萄糖苷酶起作關鍵作用，而在纖維素酶組分中β-葡萄糖苷酶含量少、活力低，成為纖維素酶解的瓶頸。此外，黑曲霉來源的β-葡萄糖苷酶對葡萄糖的耐受系數低，因而隨著體系中葡萄糖濃度的升高，其降解纖維二糖的活力將受到極大的抑制，從而影響纖維素的連續酶解速率及效果。

β-葡萄糖苷酶在食物中可以與阿拉伯糖苷酶等風味酶協同作用于風味前體物—β-糖苷，促進揮發性糖苷配基的釋放，起到增香作用。目前β-葡萄糖苷酶作為風味劑廣泛應用于茶葉、果汁和果酒中增香，β-葡萄糖苷酶還經常作為青梅、柑橘、橄欖中的去苦劑，除去苦味。β-葡萄糖苷酶應用于生產低聚龍膽糖，低聚龍膽糖比麥芽糖漿具有更高的吸水性和較低的粘度，可預防食品中的淀粉老化和保持食品中的水分，具有增味作用和顯著的保健功能。β-葡萄糖苷酶還能使大豆異黃酮苷等生物苷類物質脫去糖基，變成分子量較小的高生物活性苷元，進而提高生物利用率。β-葡萄糖苷酶與纖維素內切酶、纖維素外切酶基因轉入酵母菌中進行同步糖化發酵制造生物酒精，可以使還原出來的糖被酵母利用生成乙醇，解除了產物對酶的抑制作用。β-葡萄糖苷酶的酶活高低是以茜草科植物梔子為原料生產天然色素梔子藍的技術關鍵。植物中β-葡萄糖苷酶能分解植物中豐富的葡萄糖苷，釋放有毒的苷配基部分，是植物體中防御食植動物和害蟲的主要化學物質。醫學中β-葡萄糖苷酶的應用在某些癌癥的診斷、治療中也發揮著重要作用，并獲得了許多成功。日用化工業中，利用β-葡萄糖苷酶的轉糖苷作用，可以生產非離子表面活性劑烷基糖苷。另外，根據β-葡萄糖苷酶的半乳糖酶活力還可將其應用于乳品工業來分解乳糖，與其它酶協同作用生產葡萄糖與單細胞蛋白。

目前，在國外β-葡萄糖苷酶已經有大規模工業化生產，發酵酶活力一般在1000U/mL左右，幾乎壟斷了整個市場。黑曲霉所產高活性的β-葡萄糖苷酶因其安全性在食品、醫藥等領域中有很好的發展前景。β-葡萄糖苷酶應用廣泛，但由于國內一直未形成產業化，價格高昂，限制了大規模應用，因此低成本高耐受性的β-葡萄糖苷酶一旦上市，將會有巨大的市場潛力。

發明內容：

為了解決上述技術問題，本發明將提供一株高產耐糖耐酸β-葡萄糖苷酶黑曲霉突變菌株。

所述黑曲霉具體為黑曲霉(Aspergillus niger)AN-4，該菌株已于2017年7月13日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101，保藏編號為CGMCC No.14139。

所述黑曲霉AN-4是通過Co⁶⁰輻射誘變的方式獲得的高產β-葡萄糖苷酶的菌株，液體搖瓶發酵產β-葡萄糖苷酶活力達到523U/mL。

所述黑曲霉AN-4液體搖瓶發酵產β-葡萄糖苷酶的方法具體如下：